UJI KETAHANAN BIODEGRADABLE PLASTIC BERBASIS TEPUNG BIJI DURIAN (Durio Zibethinus Murr PDF

Preview

Summary

UJI KETAHANAN BIODEGRADABLE PLASTIC BERBASIS TEPUNG BIJI DURIAN (Durio Zibethinus Murr) TERHADAP AIR DAN PENGUKURAN DENSITASNYA skripsi disusun dalam rangka penyelesaian studi Strata 1 untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Program Studi Fisika oleh Nathiqoh Al Ummah NIM 4211409035 JURUSAN FISIKA FAKU...

Description

Accelerat ing t he world's research.

UJI KETAHANAN BIODEGRADABLE PLASTIC BERBASIS TEPUNG BIJI DURIAN (Durio Zibethinus Murr iqroatul hasanah

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

PEMBUATAN FILM PLAST IK BIODEGRADABEL DARI PAT I UMBI KELADI LIAR Rira Arifin

Synt esis dan Charact erizat ion of Est erified St arch from Sagoo (Met roxylon Sago Rot t boel) wit h fat t y … Michael Subrot o BAB II T INJAUAN PUSTAKA 2.1 Polimer Fadhil Lagawi Put ra

UJI KETAHANAN BIODEGRADABLE PLASTIC BERBASIS TEPUNG BIJI DURIAN (Durio Zibethinus Murr) TERHADAP AIR DAN PENGUKURAN DENSITASNYA

skripsi disusun dalam rangka penyelesaian studi Strata 1 untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Program Studi Fisika

oleh Nathiqoh Al Ummah NIM 4211409035

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2013 i

PERNYATAAN

Saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul “Uji Ketahanan Biodegradable

Plastic Berbasis Tepung Biji Durian (Durio Zibethinus Murr) Terhadap Air dan Pengukuran Densitasnya” adalah bebas plagiat dan apabila di kemudian hari terdapat bukti plagiat dalam skripsi ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan.

Semarang, 10 Juni 2013 Penulis,

Nathiqoh Al Ummah NIM 4211409035

ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING

Skripsi ini telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke sidang ujian skripsi Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang.

Semarang, 10 Juni 2013 Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. Sutikno, M.T. NIP. 197411201999031003

Dr. Putut Marwoto, M.S. NIP. 196308211988031004

iii

PENGESAHAN Skripsi yang berjudul “Uji Ketahanan Biodegradable Plastic Berbasis Tepung Biji Durian

(Durio Zibethinus Murr) Terhadap Air dan Pengukuran Densitasnya” disusun oleh : Nama : Nathiqoh Al Ummah NIM

: 4211409035

telah dipertahankan di hadapan Sidang Panitia Ujian Skripsi FMIPA UNNES pada hari selasa tanggal 25 juni 2013. Panitia : Ketua

Sekretaris

Prof. Dr. Wiyanto, M.Si. NIP. 196310121988031001

Dr. Khumaedi, M.Si. NIP. 19630610 1989011002

Ketua Penguji

Dr. Masturi, M.Si. NIP. 198103072006041002 Anggota Penguji/

Anggota Penguji/

Pembimbing Pertama

Pembimbing Pendamping

Dr. Sutikno, M.T. NIP. 197411201999031003

Dr. Putut Marwoto, M.S. 196308211988031004

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Restu orang tua adalah segalanya… Berangkat dengan penuh keyakinan, Berjalan dengan penuh keikhlasan, Istiqomah dalam menghadapi cobaan… Life is like a Roller Coaster, it has its ups and downs. But it’s your choice to scream or enjoy the ride I deeply believe, sometimes Allah gave me nothing I wanted But Allah always gave me everything I need, at last, present and future ……..Thank You Allah……. Persembahan: Dari hati terdalam, karya kecil ini kupersembahkan pada : Almarhum abahku, abah Ubaidah Nashrun Ibuku, Ibu Muthi’ah untuk setiap lantunan doa, kesabaran dan kasih sayang yang tak henti. Mbak Maroh, Mas Muhibbin dan segenap keluarga besar Bani Nashrun untuk segala bentuk perhatian dan cinta. Sahabat-sahabatku untuk semangat dan motivasi yang diberikan. Big Family of Physics ’09 untuk pengalaman berharga. Terimakasih untuk segalanya.

v

KATA PENGANTAR

Bismillahirrohmanirrohim,

Segala puji milik Tuhan semesta alam berkat rahmat dan bimbingaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Uji Ketahanan Biodegradable Plastic Berbasis Tepung Biji Durian (Durio Zibethinus Murr) Terhadap Air dan Pengukuran Densitasnya” dengan tepat waktu. Skripsi ini disusun dalam rangka penyelesaian studi Strata 1 untuk memperoleh gelar Sarjana Fisika S1 pada Universitas Negeri Semarang. Dalam penyusunan skripsi ini penulis mendapatkan banyak bantuan baik moril maupun materiil dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih dengan tulus kepada : 1.

Prof. Dr. Fathur Rokhman, M.Hum. Rektor Universitas Negeri Semarang

2.

Prof. Dr. Wiyanto, M.Si. Dekan FMIPA Universitas Negeri Semarang

3.

Dr. Khumaedi, M.Si. selaku ketua Jurusan Fisika

4.

Dr. Sutikno, M.T. selaku pembimbing I yang telah membimbing serta menyediakan sarana prasarana penelitian. Penelitian ini juga merupakan bagian dari penelitian payung pengembangan plastik biodegradable yang dikembangkan Dr. Sutikno, M.T.

5.

Dr. Putut Marwoto, M.S. selaku pembimbing II yang telah membimbing dengan penuh kesabaran serta meluangkan waktu memberikan masukan, saran dan motivasi selama penyusunan skripsi

vi

6.

Sunarno, M.Si. selaku dosen wali yang telah memberikan nasehat dan bimbingan selama kuliah

7.

Ibu, yang telah memberi dukungan, kepercayaan dan kesempatan penulis untuk belajar

8.

Ajeng Dian Puspita, Ika Yuliana dan teman-teman Laboratorium Bahan Komposit yang banyak membantu hingga terselesainya penelitian

9.

Keluarga Fisika 2009 yang senantiasa memberikan tawa dalam duka, memberikan semangat untuk selalu maju

10.

Teman-teman BL Assabila, yang senantiasa memberikan teposliro dan motivasi

11.

Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih untuk selalu memberikan bantuan moral dan spiritual

Penulis menyadari dalam penyusunan skripsi ini masih memiliki banyak kesalahan dan kekurangan serta jauh dari sempurna. Kesempurnaan hanya milik Allah, kebodohan dan kekhilafan sepenuhnya milik manusia. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca sekalian. Penulis juga berharap semoga penelitian yang telah dilakukan dapat menjadikan sumbang sih bagi kemajuan dunia riset di Indonesia. Amin. Semarang, 10 Juni 2013 Penulis,

Nathiqoh Al Ummah

vii

ABSTRAK

Nathiqoh Al Ummah. 2013. Uji Ketahanan Biodegradable Plastic Berbasis

Tepung Biji Durian (Durio Zibethinus Murr) Terhadap Air dan Pengukuran Densitasnya. Skripsi, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Semarang. Pembimbing Utama : Dr. Sutikno, M.T. dan Pembimbing Pendamping : Dr. Putut Marwoto, M.S.

Kata kunci : Plastik biodegradable, khitosan, biji durian Pengembangan teknologi kemasan plastik biodegradable adalah salah satu upaya alternatif yang dilakukan untuk keluar dari permasalahan ketergantungan penggunaan kemasan plastik yang non degradable (plastik konvensional). Hal ini dilatarbelakangi berkurangnya bahan yang berasal dari cadangan minyak bumi, kesadaran dan kepedulian terhadap lingkungan serta resiko kesehatan. Untuk memperoleh plastik biodegradable, pati ditambahkan khitosan dan gliserol pemlastis, sehingga diperoleh plastik yang lebih luwes dan elastis. Penelitian ini mengkaji pemanfaatan pati biji durian dan khitosan sebagai bahan dasar pembuatan plastik biodegradable. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh penambahan khitosan pada proses pembuatan plastik biodegradable dari limbah biji durian. Dalam penelitian ini dilakukan studi mengenai pembuatan bioplastik campuran pati dan khitosan, serta gliserol sebagai pemlastis dengan melakukan variasi terhadap khitosan. Hasil yang diperoleh berupa lembaran tipis plastik (film plastik) yang telah diuji sifat ketahanan air sebesar 0,85%, kerapatan maksimum sebesar 1,61 kg/l dengan komposisi khitosan 3 % dari larutan pati, uji transparasi terbaik yang mencapai lebih dari 70% cahaya yang ditransmitansikan, serta uji biodegradasi selama 8 hari.

viii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR .................................................................................... vi ABSTRAK ...................................................................................................... vii DAFTAR ISI ................................................................................................... viii DAFTAR TABEL .......................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xiii BAB 1. PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang ......................................................................... 1

1.2

Permasalahan .......................................................................... 7

1.3

Pembatasan Masalah ............................................................... 7

1.4

Tujuan ..................................................................................... 8

1.5

Manfaat ................................................................................... 8

1.6

Sistematika .............................................................................. 9

2. LANDASAN TEORI 2.1

Plastik Biodegradable (EDPs) ................................................. 11 2.1.1 Film Plastik .............................................................................. 12 2.1.2 Plastik ....................................................................................... 14 2.1.3 Bioplastik .................................................................................. 17 a. Plastik biodegradable ........................................................... 17 b. Sifat mekanik plastik biodegradable ................................... 22 c. Standar untuk plastik biodegradable.................................... 23

ix

2.2

Pati ........................................................................................... 24

2.3

Khitosan .................................................................................. 26

2.4

Gliserol .................................................................................... 28

2.5

Biji Durian ............................................................................... 30

2.6

Karakterisasi Film Plastik ....................................................... 32 2.6.1 Uji ketahanan terhadap air ....................................................... 32 2.6.2 Densitas .................................................................................... 32 2.6.3 Uji transparansi ........................................................................ 33 2.6.4 Uji biodegradabilitas ............................................................... 33

3. METODE PENELITIAN 3.1

Tempat dan Waktu Penelitian .................................................. 39

3.2

Alat dan Bahan ........................................................................ 39

3.3

Variabel Penelitian .................................................................. 40

3.4 ...................................................................................................Prose dur Pelaksanaan Penelitian ............................................................... 42 3.4.1 Isolasi Pati Biji Durian ............................................................. 43 3.4.2 Pembuatan Sediaan Larutan ..................................................... 44 3.4.3 Pencampuran Bahan Dasar ...................................................... 45 3.4.4 Pencetakan ............................................................................... 46 3.5 ...................................................................................................Peng ujian dan Karakterisasi Film Plastik ................................................. 47 3.5.1 Sifat Ketahanan terhadap Air ................................................... 47 3.5.2 Densitas .................................................................................... 48 3.5.3 Uji Transparansi ....................................................................... 49 3.5.4 Uji Biodegradabilitas ............................................................... 50 3.6 ...................................................................................................Anali sis Data .............................................................................................. 50

4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

x

4.1 Ketahanan Terhadap Air

………………….……………………. 53

4.2 Pengukuran Kerapatan Plastik Biodegradable ……………………. 56 4.3 Uji Transparansi …………………………………………..………... 58 4.4 Uji Biodegradabilitas…………………………………………….….. 61

5. PENUTUP 5.1 Simpulan ……………………………………………………………. 66 5.2 Saran ……………………………………………………………….. 66

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………... 68

LAMPIRAN .................................................................................................. 76

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Faktor yang berpotensi mempengaruhi degradasi polimer .............. 12 Tabel 2.2 Mutu standar khitosan ...................................................................... 27 Tabel 2.3 Karakterisasi Gliserol ……………………………………………... 29 Tabel 2.4 Faktor – faktor yang mempengaruhi biodegradibilitas …………… 38 Tabel 3.1 Campuran larutan film plastik

…….. ………………………… 45

Tabel 4.1 Daftar pengamatan film plastik yang terdegradasi ……………...... 64

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1

Struktur kimia gliserol ............................................................. 29

Gambar 3.1

Bahan dan alat penelitian ......................................................... 40

Gambar 3.2

Diagram alir penelitian ............................................................. 41

Gambar 3.3

Diagram alir isolasi pati biji durian .......................................... 42

Gambar 3.4

Proses pembuatan pati .............................................................. 43

Gambar 3.5

Pencampuran bahan dasar ........................................................ 46

Gambar 3.6

Timbangan digital ..................................................................... 48

Gambar 3.7

Jangka sorong digital ................................................................ 49

Gambar 3.8

Spektrometer Vis-Nir thype CHEMUSB4VIS-NIR …………... 50

Gambar 4.1

Lembaran film plastik ............................................................. 52

Gambar 4.2

Grafik hubungan khitosan dengan water uptake ..................... 54

Gambar 4.3

Gambar struktur mikro polimer plastik ................................... 55

Gambar 4.4

Grafik hubungan kerapatan film plastik …. ............................. 56

Gambar 4.5

Grafik transmitansi ................................................................... 59

Gambar 4.6

Uji biodegradabel plastik dalam tanah ..................................... 62

Gambar 4.7

Sampel plastik ditumbuhi jamur .............................................. 65

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Data water uptake film plastik..................................................... 75 Lampiran 2. Data untuk kerapatan film plastik ................................................ 78 Lampiran 3. ASTM untuk plastik pengemas ................................................... 79

xiv

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Asia adalah konsumen plastik terbesar di dunia, terbukti pasar wilayah ini

menyerap sekitar 30% konsumsi plastik dunia diikuti benua Amerika, Eropa, serta negara-negara lain. Plastik dan polimer banyak digunakan di berbagai sektor kehidupan. Hampir setiap produk industri menggunakan plastik sebagai kemasan atau sebagai bahan dasar. Setiap tahun sekitar 100 juta ton plastik diproduksi dunia untuk digunakan di berbagai sektor industri. Dan kira-kira sebesar itulah sampah plastik yang dihasilkan setiap tahun. Sesuai perkiraan Industri Plastik dan Olefin Indonesia (INAPlas) disebutkan, kebutuhan plastik masyarakat Indonesia di tahun 2002 sekitar 1,9 juta ton kemudian meningkat menjadi 2,1 juta ton di tahun 2003. Sementara kebutuhan plastik dalam negeri di tahun 2004 diperkirakan mencapai 2,3 juta ton. Ini berarti sudah berpuluh-puluh ton plastik yang telah diproduksi dan digunakan masyarakat. Plastik telah menjadi kebutuhan hidup yang terus meningkat jumlahnya (Martaningtyas, 2004). Menurut Erliza dan Sutedja (1987) plastik dapat dikelompokkan atas dua tipe, yaitu thermoplastik dan termoset. Thermoplastik adalah plastik yang dapat

xv

2

dilunakkan berulangkali dengan menggunakan panas, antara lain polietilen, polipropilen, polistiren dan polivinilklorida. Sedangkan termoset adalah plastik yang tidak dapat dilunakkan oleh pemanasan, antara lain phenol formaldehid dan urea formaldehid (Erliza, 1987). Plastik yang digunakan saat ini merupakan polimer sintetis dari bahan 1 baku minyak bumi yang terbatas jumlahnya dan tidak dapat diperbaharui. Maka, dibutuhkan adanya alternatif bahan plastik yang diperoleh dari bahan yang mudah didapat dan tersedia di alam dalam jumlah besar dan murah tetapi mampu menghasilkan

produk

dengan

kekuatan

yang

sama

yaitu

bioplastik

(Martaningtiyas, 2004). Bioplastik atau plastik dapat terdegradasi secara alamiah adalah plastik atau polimer yang secara alamiah dapat dengan mudah terdegradasi baik melalui serangan mikroorganisme maupun oleh cuaca (kelembaban dan radiasi sinar matahari). Plastik berbahan pati memiliki dua kekurangan yaitu rendahnya kekuatan mekanik serta bersifat hidrofilik. Untuk mengatasi kekurangan ini ada beberapa cara yang dapat dilakukan, salah satunya adalah pencampuran pati dengan polimer sintetis atau polimer lain seperti polipropilen. Namun hasilnya hanya pati saja yang dapat terdegradasi, polimer sintetis yang digunakan

sebagai

campuran

tetap

sulit

terdegradasi

sehingga

masih

menimbulkan masalah lingkungan. Selanjutnya cara lain adalah pencampuran pati dengan selulosa, gelatin dan jenis biopolimer lainnya yang dapat memperbaiki kekurangan dari sifat plastik berbahan pati (Ban, 2006). Plastik banyak digunakan untuk berbagai hal, diantaranya sebagai pembungkus makanan, alas makan dan minum, untuk keperluan sekolah, kantor,

2

3

automotif dan berbagai sektor lainnya. karena memiliki banyak keunggulan antara lain: fleksibel, ekonomis, transparan, kuat, tidak mudah pecah, bentuk laminasi yang dapat dikombinasikan dengan bahan kemasan lain dan sebagian ada yang tahan panas dan stabil (Nurminah, 2002). Di dalam pengemasan bahan pangan terdapat dua macam wadah, yaitu wadah utama atau wadah yang langsung berhubungan dengan bahan pangan dan wadah kedua atau wadah yang tidak langsung berhubungan dengan bahan pangan. Wadah utama harus bersifat non toksik dan inert sehingga tidak terjadi reaksi kimia yang dapat menyebabkan perubahan warna, flavour dan perubahan lainnya. Selain itu, untuk wadah utama biasanya diperlukan syarat-syarat tertentu bergantung pada j...